Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนาระบบระบุตำแหน่งฟ้าผ่าด้วยวิธีเสาอากาศแบบลูปกากบาทหลายอัน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of the lightning location system with multi cross loop antennas

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

วีระพันธ์ รังสีวิจิตรประภา

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมไฟฟ้า

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.1284

Abstract

งานวิจัยชิ้นนี้ได้ทำการศึกษาหาระยะห่างที่เหมาะสมในการตั้งเสาอากาศแบบบ่วงเพื่อให้ได้ตามเงื่อนไขมาตรฐาน IEC 62858 Ed.1 โดยการพิจารณาประสิทธิภาพการตรวจจับฟ้าผ่าและความแม่นยำในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่า ซึ่งประสิทธิภาพการตรวจจับฟ้าผ่าของเสาอากาศแบบบ่วงจะอยู่ในรูปของฟังก์ชันขนาดกระแส ระยะทาง และทิศทางที่เกิดฟ้าผ่า โดยฟ้าผ่ามีขนาดกระแสตั้งแต่ 5 kA - 300kA เนื่องจากประสิทธิภาพการตรวจจับฟ้าผ่าทั้งระบบคือเหตุการณ์ที่ระบบระบุตำแหน่งฟ้าผ่าสามารถหาตำแหน่งฟ้าผ่าได้ เพราะฉะนั้นประสิทธิภาพการตรวจจับจึงคำนึงถึงระเบียบวิธีที่ใช้ในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่า สำหรับความแม่นยำในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่า จะกำหนดตำแหน่งฟ้าผ่าและขนาดกระแสเท่ากับ 31 kA และใช้หลักการ MDF และ TOA ในการหาตำแหน่งฟ้าผ่าที่เหมาะสม โดยค่าความผิดพลาดในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่าคือ ระยะห่างระหว่างจุดที่เกิดฟ้าผ่ากับจุดที่ได้มากจากการคำนวณหาตำแหน่งฟ้าผ่าที่เหมาะสม โดยจะพิจารณาถึงจำนวนเสาอากาศแบบบ่วงในระบบระบุตำแหน่งฟ้าผ่าตั้งแต่ 2 ตัว จนถึง 4 ตัว และพัฒนาซอฟท์แวร์ที่ใช้ในการจำลองจากโปรแกรม MATLAB 20121a จากการศึกษาพบว่าวิธี MDF นั้นใช้เสาอากาศแบบบ่วงเพียงแค่ 2 ตัวจึงทำให้มีประสิทธิภาพการตรวจจับฟ้าผ่ามากกว่าวิธี TOA ซึ่งใช้ 4 ตัว แต่อย่างไรก็ตามวิธี TOA จะให้ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งฟ้าผ่าที่ดีกว่า MDF เนื่องจากความคลาดเคลื่อนทางเวลานั้นมีค่าน้อยกว่าความคลาดเคลื่อนเนื่องมาจากมุมอะสิมัท และยังพบว่าระยะห่างระหว่างเสาอากาศที่น้อยที่สุดคือ 200 กิโลเมตร และมากที่สุด424.26 กิโลเมตร เพราะว่าจะทำให้ทำให้ประสิทธิภาพการตรวจจับและความแม่นยำเป็นไปตามเงื่อนไข สำหรับระบบการกำหนดตำแหน่งและขนาดกระแสฟ้าผ่า ให้ครอบคลุมประเทศไทยอย่างเหมาะสม และมีความแม่นยำ ควรใช้สถานีเพือติดตั้งเสาอากาศแบบบ่วงจำนวนทั้งสิ้น 12 จุด

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The objective of the study is to determine the optimal baseline of lightning location system for general requirements in accordance with IEC 62858 Ed.1, which considers lightning flash detection efficiency and location accuracy. The lightning flash detection efficiency of loop antennas depends on lightning current in the range of 5 kA to 300 kA, distance between lightning and loop antennas and azimuth angle. In fact, the lightning flash detection efficiency is percentage of flashes detected as a percentage of the total number of flashes occurring in reality, so the lightning flash detection efficiency considers a localization of lightning flash method. For lightning accuracy, supposition of lightning location and peak current equal to 31 kA under Magnetic direction finding method and time of arrival method to determine optimal lightning location. The finding indicated that MDF method using 2 Loop antennas to determine lightning location, so lightning flash detection efficiency was greater than TOA method which requires 4 Loop antennas. On the other hand TOA method yields a better location accuracy compare to MDF method because time deviation is less than azimuth angle deviation. The finding showed that minimum baseline and maximum baseline between 200 kilometers and 424.26 kilometers respectively. For determine lightning location and lightning current to properly cover Thailand area. The optimum precision shall include 12 loop antenna lightning stations.

Link to Full Text

Share

COinS